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一种棉花炭化 纤维的制备方法

阅读：675发布：2024-02-09

专利汇可以提供一种棉花炭化纤维的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及服装加工制作技术领域，公开了一种棉花炭化纤维的制备方法，制备出具有丰富孔结构的活性炭纤维，经过纺织制备成活性炭纤维布可用于口罩制造，它不仅可以防毒、滤菌，还可以用于易于产生有机有毒气体、农药挥发、酸性气体产生等化工产业场所制备得到的服装具有极强的吸附作用，将其应用在有毒有害工作环境中，能够防止人体吸入有害气体和颗粒，应用范围广，具有重要的推广价值。，下面是一种棉花炭化纤维的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种棉花炭化纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）选取新收获的棉花作为原料，晾晒捶打3-4天，放入柔顺剂中浸泡10-15分钟，然后烘干至含水量为3-5%，剪切成均匀小碎块，塞入氧化铝陶瓷中，放入管式电阻炉，进行预炭化处理，通入氮气保护，流量在0.4-0.5 L/min范围，设置程序升温速度为8-10℃/min，直至
180-200℃，保持恒温1.0-1.5h；
（2）预炭化过程结束后，将产物冷却至室温取出，用PH为4.0-4.5的混合酸溶液浸渍2-
3h，然后使用去离子水洗涤抽滤至中性，再用PH为10.5-11.0的混合碱溶液浸渍5-6h，使用去离子水洗涤抽滤至中性，在80-90℃下烘干至含水量为3-5%；
（3）将烘干后的棉花再次塞入氧化铝陶瓷中，放入管式电阻炉，进行炭化处理，通入氮气保护，流量在0.4-0.5 L/min范围，设置程序升温速度为8-10℃/min，直至600-650℃，保持恒温0.5-1.0h，炭化完成后冷却至室温，用去离子水洗涤至中性，放入80-90℃烘箱中烘烤12-18小时。
2.如权利要求1所述一种棉花炭化纤维的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述柔顺剂按照重量份计由以下成分制成：双十八烷基二甲基氯化铵4-6份、壬基酚聚氧乙烯醚1-2份、乙二醇3-5份、异丙醇1-2份、香精0.1-0.2份、色素0.2-0.3份、去离子水150-160份。
3.如权利要求1所述一种棉花炭化纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述混合酸包括：质量浓度为20-30%的盐酸溶液占10-15%、质量浓度为15-20% 的醋酸溶液占8-10%、质量浓度为10-15%的碳酸溶液占5-10%。
4.如权利要求1所述一种棉花炭化纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述混合碱包括：质量浓度为15-20%的氢氧化钠溶液占20-30%、质量浓度为10-12%的氢氧化钾溶液占5-10%、质量浓度为6-8% 的强氧化钙溶液占5-10%。

说明书全文

一种棉花炭化 纤维的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于服装加工制作技术领域，具体涉及一种棉花炭化纤维的制备方法。

背景技术

[0002] 服饰制造业是中国的传统优势行业，一向以物美价廉畅销全球市场，出口竞争力全球领先。2012年，中国有出口业绩的纺织服装鞋帽制造企业超过4.5万家，直接带动了全国数以百万计的就业人口。然而，经济全球化对国际竞争力提出了更高的要求，中国纺织服装鞋帽业正面临着外部市场竞争更加激烈、自身成本持续上升、贸易环境恶化等时代变奏。2012年，中国纺织服装鞋帽业出口1448.1亿美元，比上年增长3.8%，这一出口增速比上年显著回落15.2个百分点，而且低于同期全国出口总体增速4.2个百分点，也低于制造业总体水平4.5个百分点。主旋律回响下的多重变奏演绎着中国纺织服装鞋帽业的现在与未来。

[0003] 棉花作为传统的保暖材料，由于棉纤维细度较细又天然卷曲，截面有中腔，所以保暖性较好，蓄热能力很强，且不产生静电，纯棉花在阳光的照射下，会使棉花纤维的弹性恢复，伸长，纤维中蓄热能量多。

发明内容

[0004] 本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种棉花炭化纤维的制备方法，制备得到的服装具有极强的吸附作用，将其应用在有毒有害工作环境中，能够防止人体吸入有害气体和颗粒。

[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种棉花炭化纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）选取新收获的棉花作为原料，晾晒捶打3-4天，放入柔顺剂中浸泡10-15分钟，然后烘干至含水量为3-5%，剪切成均匀小碎块，塞入氧化铝陶瓷中，放入管式电阻炉，进行预炭化处理，通入氮气保护，流量在0.4-0.5 L/min范围，设置程序升温速度为8-10℃/min，直至
180-200℃，保持恒温1.0-1.5h；
（2）预炭化过程结束后，将产物冷却至室温取出，用PH为4.0-4.5的混合酸溶液浸渍2-
3h，然后使用去离子水洗涤抽滤至中性，再用PH为10.5-11.0的混合碱溶液浸渍5-6h，使用去离子水洗涤抽滤至中性，在80-90℃下烘干至含水量为3-5%；
（3）将烘干后的棉花再次塞入氧化铝陶瓷中，放入管式电阻炉，进行炭化处理，通入氮气保护，流量在0.4-0.5 L/min范围，设置程序升温速度为8-10℃/min，直至600-650℃，保持恒温0.5-1.0h，炭化完成后冷却至室温，用去离子水洗涤至中性，放入80-90℃烘箱中烘烤12-18小时。

[0006] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）中所述柔顺剂按照重量份计由以下成分制成：双十八烷基二甲基氯化铵4-6份、壬基酚聚氧乙烯醚1-2份、乙二醇3-5份、异丙醇1-2份、香精0.1-0.2份、色素0.2-0.3份、去离子水150-160份。

[0007] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述混合酸包括：质量浓度为20-30%的盐酸溶液占10-15%、质量浓度为15-20% 的醋酸溶液占8-10%、质量浓度为10-15%的碳酸溶液占5-10%。

[0008] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述混合碱包括：质量浓度为15-20%的氢氧化钠溶液占20-30%、质量浓度为10-12%的氢氧化钾溶液占5-10%、质量浓度为6-8% 的强氧化钙溶液占5-10%。

[0009] 本发明相比现有技术具有以下优点：为了提高现有棉花在服装生产中的新的功效作用，本发明提供了一种棉花炭化纤维的制备方法，制备出具有丰富孔结构的活性炭纤维，经过纺织制备成活性炭纤维布可用于口罩制造，它不仅可以防毒、滤菌，还可以用于易于产生有机有毒气体、农药挥发、酸性气体产生等化工产业场所制备得到的服装具有极强的吸附作用，将其应用在有毒有害工作环境中，能够防止人体吸入有害气体和颗粒，应用范围广，具有重要的推广价值。

具体实施方式

[0010] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

[0011] 实施例1一种棉花炭化纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）选取新收获的棉花作为原料，晾晒捶打3天，放入柔顺剂中浸泡10分钟，然后烘干至含水量为3%，剪切成均匀小碎块，塞入氧化铝陶瓷中，放入管式电阻炉，进行预炭化处理，通入氮气保护，流量在0.4-0.5 L/min范围，设置程序升温速度为8℃/min，直至180℃，保持恒温1.0h；
（2）预炭化过程结束后，将产物冷却至室温取出，用PH为4.0的混合酸溶液浸渍2h，然后使用去离子水洗涤抽滤至中性，再用PH为10.5的混合碱溶液浸渍5h，使用去离子水洗涤抽滤至中性，在80℃下烘干至含水量为3%；
（3）将烘干后的棉花再次塞入氧化铝陶瓷中，放入管式电阻炉，进行炭化处理，通入氮气保护，流量在0.4-0.5 L/min范围，设置程序升温速度为8℃/min，直至600℃，保持恒温
0.5h，炭化完成后冷却至室温，用去离子水洗涤至中性，放入80℃烘箱中烘烤12小时。

[0012] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）中所述柔顺剂按照重量份计由以下成分制成：双十八烷基二甲基氯化铵4份、壬基酚聚氧乙烯醚1份、乙二醇3份、异丙醇1份、香精0.1份、色素0.2份、去离子水150份。

[0013] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述混合酸包括：质量浓度为20%的盐酸溶液占10%、质量浓度为15% 的醋酸溶液占8%、质量浓度为10%的碳酸溶液占5%。

[0014] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述混合碱包括：质量浓度为15%的氢氧化钠溶液占20%、质量浓度为10%的氢氧化钾溶液占5%、质量浓度为6%的强氧化钙溶液占5%。

[0015] 实施例2一种棉花炭化纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）选取新收获的棉花作为原料，晾晒捶打3天，放入柔顺剂中浸泡12分钟，然后烘干至含水量为4%，剪切成均匀小碎块，塞入氧化铝陶瓷中，放入管式电阻炉，进行预炭化处理，通入氮气保护，流量在0.4-0.5 L/min范围，设置程序升温速度为9℃/min，直至190℃，保持恒温1.2h；
（2）预炭化过程结束后，将产物冷却至室温取出，用PH为4.2的混合酸溶液浸渍2.5h，然后使用去离子水洗涤抽滤至中性，再用PH为10.8的混合碱溶液浸渍5.5h，使用去离子水洗涤抽滤至中性，在85℃下烘干至含水量为4%；
（3）将烘干后的棉花再次塞入氧化铝陶瓷中，放入管式电阻炉，进行炭化处理，通入氮气保护，流量在0.4-0.5 L/min范围，设置程序升温速度为9℃/min，直至620℃，保持恒温
0.8h，炭化完成后冷却至室温，用去离子水洗涤至中性，放入85℃烘箱中烘烤15小时。

[0016] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）中所述柔顺剂按照重量份计由以下成分制成：双十八烷基二甲基氯化铵5份、壬基酚聚氧乙烯醚1.5份、乙二醇4份、异丙醇1.5份、香精0.15份、色素0.25份、去离子水155份。

[0017] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述混合酸包括：质量浓度为25%的盐酸溶液占12%、质量浓度为18% 的醋酸溶液占9%、质量浓度为12%的碳酸溶液占8%。

[0018] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述混合碱包括：质量浓度为18%的氢氧化钠溶液占25%、质量浓度为11%的氢氧化钾溶液占8%、质量浓度为7% 的强氧化钙溶液占8%。

[0019] 实施例3一种棉花炭化纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）选取新收获的棉花作为原料，晾晒捶打4天，放入柔顺剂中浸泡15分钟，然后烘干至含水量为5%，剪切成均匀小碎块，塞入氧化铝陶瓷中，放入管式电阻炉，进行预炭化处理，通入氮气保护，流量在0.4-0.5 L/min范围，设置程序升温速度为10℃/min，直至200℃，保持恒温1.5h；
（2）预炭化过程结束后，将产物冷却至室温取出，用PH为4.5的混合酸溶液浸渍3h，然后使用去离子水洗涤抽滤至中性，再用PH为11.0的混合碱溶液浸渍6h，使用去离子水洗涤抽滤至中性，在90℃下烘干至含水量为5%；
（3）将烘干后的棉花再次塞入氧化铝陶瓷中，放入管式电阻炉，进行炭化处理，通入氮气保护，流量在0.4-0.5 L/min范围，设置程序升温速度为10℃/min，直至650℃，保持恒温
1.0h，炭化完成后冷却至室温，用去离子水洗涤至中性，放入90℃烘箱中烘烤18小时。

[0020] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）中所述柔顺剂按照重量份计由以下成分制成：双十八烷基二甲基氯化铵6份、壬基酚聚氧乙烯醚2份、乙二醇5份、异丙醇2份、香精0.2份、色素0.3份、去离子水160份。

[0021] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述混合酸包括：质量浓度为30%的盐酸溶液占15%、质量浓度为20% 的醋酸溶液占10%、质量浓度为15%的碳酸溶液占10%。

[0022] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）中所述混合碱包括：质量浓度为15-20%的氢氧化钠溶液占30%、质量浓度为12%的氢氧化钾溶液占10%、质量浓度为8%的强氧化钙溶液占10%。

[0023] 对比例1与实施例1的区别仅在于，省略柔顺剂的浸泡处理，其余保持一致。

[0024] 对比例2与实施例2的区别仅在于，省略预炭化处理过程，其余保持一致。

[0025] 对比例3与实施例3的区别仅在于，炭化温度提高至800℃，其余保持一致。

[0026] 对比实验分别使用实施例1-3和对比例1-3的方法加工制作棉花炭化纤维，并用现有的吸附材质作为对照，制备得到纺织布，厚度相同，保持无关变量一致，进行有毒有害物质的吸附试验，对结果进行统计，结果如下表所示：
项目二氧化硫气体吸附率（%）一氧化氮吸附率（%）一氧化碳吸附率（%）重金属吸附率（%）实施例1 99.4 99.3 99.7 99.2
实施例2 99.7 99.6 99.9 99.4
实施例3 99.5 99.4 99.8 99.3
对比例1 91.3 89.5 92.3 87.2
对比例2 90.2 89.1 91.5 85.6
对比例3 89.0 88.6 90.4 84.5
对照组 85.1 84.7 87.6 82.3
由此可见：本发明制备得到的炭化纤维吸附性好，将其应用在有毒有害工作环境中，能够防止人体吸入有害气体和颗粒，应用范围广，具有重要的推广价值。

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